CN2545572Y

CN2545572Y - Pc板钻针的上环兼自动检测机

Info

Publication number: CN2545572Y
Application number: CN 02231884
Authority: CN
Inventors: 陈光凌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2003-04-16
Anticipated expiration: 2012-06-04

Abstract

本实用新型涉及一种PC板钻针的上环兼自动检测机，主要是于机台台面上适当位置设立一与台面分离且与床台防震隔离的基座，基座上供设置一光学视觉自动检测机构及一往复移载夹爪机构，并利用一具有分离式钻针载具的分次转盘，使可结合机台台面上的上环、退环等其它机构与动作，使当分次转盘转动至光学视觉检测机构时，得藉该往复移载夹爪机构，使夹爪可移至钻针载具位置夹取钻针载具，使该钻针载具与分次转盘分离并移回至光学视觉自动检测机构的影像处理器(CCD)正下方，供可撷取影像后由计算机运算比对钻尖面及钻尖角等资料，判断钻针是否合乎规格，再将钻针载具回复归位于分次转盘上使光学视觉检测机构与震动台面隔离运作。

Description

PC板钻针的上环兼自动检测机

技术领域

本实用新型是提供一种改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，尤指一种利用一光学视觉自动检测机构及一往复移载机构而设置于一与台面分离的基座上，并利用一具有分离式钻针载具的分次转盘，供可结合机台台面上的上环、退环等机构与动作，并克服台面上各机构运作中所产生的震动，而可于同一机台上完成上环作业及钻尖面、钻尖角的自动检测功效。

背景技术

到目前为止，印刷电路板钻孔的目的不外乎下列二点：

(1)、使铜箔基板贯通，以利于在后续的制造程序中，将上、下或中间层的导体线路形成电气的连接。

(2)允许贯孔零件形成结构完整与精确定位的黏着。

而除了材料选用的外，钻针几何形状的设计，可谓掌握了钻孔品质的命脉。何种孔径、何种纵横比(Aspect Ratio)、何种被钻基板材料及何种孔位等的考量，皆在几何外形的设计中决定。

又就钻针的检验而言，直径及长度的量测可利用光学等非破坏性检测仪器，不但较精确，而且可避免如光标卡尺等造成钻针碰撞引起不必要的损伤。而钻针外形部份应检查钻尖直径、把柄直径、同心圆度、蹼(Web)厚、刃带(Margin)、沟宽比(Flute to Land Ratio；日文称为沟巾比)、钻尖角、螺旋角(Helix Angle)、和间隙(Clearance)等。而其中钻尖面的检查项目又分有：

(1)严重缺点：刀刃缺口(Chipping)、刀刃内弧(Layback)、偏心(Pointshift)、刃角变圆(Comer Rounding)。

(2)次要缺点：刀刃外弧(Hook)、长刃棱线分开(Gap)、重迭(Overlap)、大小面(Offset)、大头(Flair)、小头(Negative)。

由此可知判断钻针的良与不良，需同时比对诸多项目，而传统作法皆为富有经验及技术的人员作人工检测，但仍难免人为误差的产生，尤其随着钻针尺寸愈来愈小，人工检测的难度益形增高，所以采用视觉自动检测乃必然的方式，且具有极佳的表现，或再搭配精度控制精良的自动上、退环的各种机构，则可大幅提升作业效率。而针对上述需要，国外早已有采用视觉自动检测方式的自动化检测机台供检测钻针的钻尖面及钻尖角，而国内相关业者亦有从事改良设计，如台湾公告编号448082的「PC板钻孔专用钻头之自动精密上环法及其装置」发明专利(案号88113085号)、公告编号469189的「PC板钻孔专用钻头之自动精密上环法及其装置追加(一)」发明专利(案号88113085号)、或公告编号479126的「PC板钻孔专用钻头之钻刃自动检测方法」发明专利(案号90101096号)、或公告编号447349的「钻头套置定位环的装置之改良」新型专利(案号89211638号)等。惟上、下环或套环高度补偿或外径检测所需的作业环境要求相对较不严谨(critical)，使机台台面上纵有震动尤其是上环机构中套环震动盘所产生的震动源，却仍可达成套环高度补偿或外径检测的要求；但钻针的钻尖面、钻尖角的视觉检测所需的作业环境要求，包括振动、环境光源、环境洁净度等则相当严苛，尤其是震动方面对视觉检测所造成的影响甚至会使检测【即由数字影像处理器(CCD Camera)撷取影像并经计算机比对】根本无法进行，此乃是长久以来大家亟欲克服的问题，然就目前已知技术而言，包括上述已公告的诸件专利如台湾公告编号448082的「PC板钻孔专用钻头之自动精密上环法及其装置」发明专利(案号88113085号)、公告编号469189的「PC板钻孔专用钻头之自动精密上环法及其装置追加(一)」发明专利(案号88113085号)、公告编号479126的「PC板钻孔专用钻头之钻刃自动检测方法」发明专利(案号90101096号)等，则皆尚未针对此问题提出有效的解决方法，也因此长久来，钻针钻尖面、钻尖角的视觉检测一直无法与上、下环或套环高度补偿或外径检测等结合安排在同一机台上，致无法达成一贯作业的检测效率。

发明内容

故本实用新型的主要目的乃在于提供一种PC板钻针的上环兼自动检测机，主要是利用一光学视觉自动检测机构及一往复移载夹爪机构而设置于一与台面分离且防震的基座上，并利用一具有分离式钻针载具的分次转盘，使当分次转盘转动至光学视觉检测机构时，得藉该往复移载夹爪机构，使夹爪可移至钻针载具位置夹取钻针载具，使该钻针载具与分次转盘分离并移回至光学视觉自动检测机构的影像处理器(CCD)正下方，供可撷取影像后由计算机运算比对钻尖面及钻尖角等资料，判断钻针是否合乎规格，再将钻针载具回复归位于分次转盘上使光学视觉检测机构与震动台面隔离运作，有效克服台面上其它机构运作中所产生的震动、而可于同一机台上完成上环作业及钻尖面、钻尖角的自动检测，使作业效率提高，且进而使印刷电路板钻孔作业效率有效提升。

为使能更进一步明了本实用新型的特征，兹配合附图详细说明如后：

附图说明

图1：是本实用新型机台台面上各部机构的配置结构示意图。

图2：是图1的上视示意图。

图3：是图2的配置简示图。

图4：是本实用新型机台上光学视觉检测机构的设置示意图。

图5：是图4的局部放大示意图。

图6：是本实用新型往复移载夹爪机构及分次转盘的示意图。

具体实施方式

请参考图1至图3所示，本实用新型「PC板钻针的上环兼自动检测机」，包括一分次转盘10，其上定格排列设有多个钻针载具11，如每隔45度设一只钻针载具11，而各钻针载具11均可与分次转盘10本体分离。又于分次转盘1的周边依序定格配置有进料机构20兼钻尖面清洁机构21(钻尖面清洁机构21在图1、图2中未示)、自动上环兼套环高度补偿机构30、外径检测机构40、光学视觉检测机构50、出料机构60兼可倒插移载机构70、不良品出料暨退环机构80等，而各部机构的作业流程是：将载满钻针的钻针盒置于进料机构20的输送带22上移至定位，藉由机械手23依次逐一夹持钻针至分次转盘10的钻针载具11上，并先由钻尖面清洁机构21进行钻尖面清洁作业；然后分次转盘10再依次步进定格转动至自动上环兼套环高度补偿机构30以套上套环，并利用数字影像处理器(CCD Camera)撷取影像并经计算机运算比对，再使用步进马达推动钻针以进行套环高度补偿，而其中供将套环自动排列送料的震动盘31即为主要震动源；分次转盘10再转动至外径检测机构40，而利用数字影像处理器(CCD Camera)撷取影像并经计算机运算取得外径、UC(Under Cutting)外径及刀刃长度后比对判断钻针是否合乎规格；然后分次转盘10再转动至光学视觉检测机构50，是利用一组高倍率数字影像处理器(CCD Camera)51配合光源52，撷取影像后由计算机运算比对钻尖面及钻尖角等资料，判断钻针是否合乎规格；然后分次转盘10再转动至出料机构60兼倒插移载机构70，检测合格的钻针则视钻针正插或倒插的不同收取方式，可直接由出料机构60中的机械手61直接夹取钻针移载至出料机构60中输送带62上的空钻针盒上，或先经由倒插移载机构70(为一旋转机械手)予以夹取并旋转倒置再出料(即形成倒插针方式)；检测不合格的钻针则不取出；待分次转盘10转动至不良品出料暨退环机构80时再退环并取出，自动依次完成各钻针上、退环及精密检测的流程运作。

而上述结构中，包括分次转盘10，进料机构20、钻尖面清洁机构21、自动上环兼套环高度补偿机构30、外径检测机构40、出料机构60兼可倒插移载机构70、不良品出料暨退环机构80等，均是设置并作动于机台的台面90上，因此自动上环机构30中震动盘31的震动使邻近的其它机构均受影响。

请再参考图4至图6所示，本实用新型「PC板钻针的上环兼自动检测机」的主要特征在于：利用光学视觉自动检测机构50及一往复移载夹爪机构100，而设置于一与台面90分离且防震的基座92上，并令分次转盘10上所设置的钻针载具11与分次转盘10本体形成可分离的组合状态，使当分次转盘10转动至光学视觉检测机构50时，得藉该往复移载夹爪机构100使其夹爪102可精准移位至钻针载具11位置并夹取钻针载具11，使该钻针载具11与分次转盘10分离并移回至光学视觉自动检测机构50的影像处理器51的正下方，供影像处理器51可撷取影像后由计算机运算比对钻尖面及钻尖角等资料，判断钻针是否合乎规格，再精准移位夹爪102至钻针载具11的对应位置而将钻针载具11回复归位于分次转盘10上。

兹再以一较佳实施例作进一步说明：于机台的台面90上在光学视觉自动检测机构50的位置处开设一贯穿的宽槽91，宽槽91中供设立一基座92，而使基座92与台面90分离，而基座92的底部是设立在机台的床台93上，并利用避震结构94如避震块或吸震材料而与床台93有效防震隔离，使基座92避开台面90的震动而具有极佳的稳定性。于基座上则设置光学视觉自动检测机构50，并配合一往复移载夹爪机构100，其中该光学视觉自动检测机构50是利用一组高倍率数字影像处理器(CCD Camera)51并配合光源52，供可撷取钻针的影像以由计算机运算比对钻尖面及钻尖角等资料，判断钻针是否合乎规格；而往复移载夹爪机构100是设置于光学视觉自动检测机构50的影像处理器51的下方，其主要由一具往复定点移载功能的导座101及一机械夹爪102所构成，而为使机械夹爪102的夹取位置能精准定位，可于导座101下方设置一可作XY轴调整定位的移动台面103；又机械夹爪102是设于导座101上滑动块104的前端，当滑动块104在导座101上作往复式的定点移位元时，可使机械夹爪102对准并夹扣住钻针载具11。

又分次转盘10上设有八等分可分离的钻针载具11，如图6所示，分次转盘10上承座12采两支平行导杆13穿透转盘10，导杆13另一侧固定于转盘底面的挡片14上，而分次盘10上并设一压缩弹簧15与承座12接触，而承座12前端则设一与钻针载具11形状相配合的配合槽16。而钻针载具11为一可与分次转盘10上承座12分离的结构体，其形状与承座12的配合槽16对应，而可以适当紧密度嵌入配合槽16中；又钻针载具11上设置有一钻针孔111，钻针孔111孔内可内置以O型环112及塑钢环113并利用一固定块114固定，藉以使钻针插人钻针孔111后可稳固定位住而不易离位；又钻针载具11上部的两侧可利用定位珠115而在承座12的配合槽16中形成弹性夹固作用；而固定块114位于钻针载具11下部，是凸露在分次转盘10外缘及承座12底面外，在其两侧并设有扣槽116供机械夹爪102可由两侧夹住。而藉以上结构，在插钻针、取钻针、上套环、退套环、推动钻针补偿高度及操作视觉检测时，可兼具抗震、稳定、不移位及不伤钻针把柄等优点。

则当分次转盘10转动至光学视觉检测机构50时，导座101上滑动块104可移出至定点，使呈张开状态的机械夹爪102滑入钻针载具11的固定块114两侧，机械夹爪102再收合并夹置在固定块114的扣槽116上，机械夹爪102再后缩并同时将钻针载具11拉离承座12，并继续移回至光学视觉自动检测机构50的影像处理器51的正下方供检测用，待检测后，机械夹爪102再精准移位而将钻针载具11回复归位于分次转盘10的承座12上。

而以上所述的作动关系，包括往复移载夹爪机构100中导座101的往复式定点移位元及机械夹爪102的张合夹物等动作，均可利用自动化设备来达成，而且如导座101的往复式定点移位元功能者亦可藉由气压缸与导轨或滚珠导螺杆等精密驱动组件的配合而达成，因皆属于自动化技术可达成的设计范围，故于此不再累述。

Claims

1、一种改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，是于一机台上设置一可定格转动的分次转盘，及分次转盘周边依序定格配置有进料机构兼钻尖面清洁机构、自动上环兼套环高度补偿机构、外径检测机构、光学视觉检测机构、出料机构兼可倒插移载机构、不良品出料暨退环机构等，供对钻针完成上、退环及精密自动检测的整个流程运作，其特征在于：该光学视觉自动检测机构是配合一往复移载夹爪机构，而共同设置于一与机台台面分离且防震的基座上，且该分次转盘上所设置的钻针载具是与分次转盘本体形成可分离状态，使分次转盘转动至光学视觉检测机构时，使该往复移载夹爪机构的夹爪可移位至分次转盘的钻针载具位置并夹取钻针载具，使该钻针载具自分次转盘分离并移回至光学视觉自动检测机构的影像处理器正下方，供光学视觉自动检测机构进行检测作业，待检测完成后再移位夹爪至使钻针载具回复归位于分次转盘上。

2、根据权利要求1所述的改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，其特征在于：该基座是设立于机台的台面上在光学视觉自动检测机构的位置处所开设的一贯穿的宽槽中，使基座与台面分离，而基座的底部是设立在机台的床台上，并利用避震结构与床台平面防震隔离。

3、根据权利要求1所述的改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，其特征在于：该光学视觉自动检测机构是利用一组高倍率数字影像处理器并配合一照射光源，而可撷取钻针的影像并由计算机运算比对钻尖面及钻尖角等资料，藉以判断钻针是否合乎规格。

4、根据权利要求1所述的改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，其特征在于：该往复移载夹爪机构是由一具往复定点移载功能的导座及一机械夹爪构成，其中该机械夹爪是设于导座上一滑动块的前端，当滑动块在导座上作往复式的定点移位元时，可使机械夹爪对准并夹扣住钻针载具。

5、根据权利要求4所述的改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，其特征在于：于导座下方设置一XY轴可调整定位的移动台面，藉以可精密调整机械夹爪的动程。

6、根据权利要求1所述的改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，其特征在于：分次转盘上是设有八等分可分离的钻针载具，而分次转盘上各钻针载具的对应处各设有一承座，该承座藉两支平行导杆穿透转盘，再固定于另一侧转盘底面的挡片上，而分次转盘上并设一压缩弹簧与承座接触，而承座前端则设一与钻针载具形状相配合的配合槽，而钻针载具为一可与分次转盘上承座分离的结构体，其形状与承座的配合槽对应，而可以适当紧密度嵌入配合槽中。

7.根据权利要求1或6所述的改进的PC板钻针的上环兼自动检测机，其中该钻针载具上部的两侧设有定位珠，以可在承座的配合槽中形成弹性夹固作用，又钻针载具上设置有一钻针孔，钻针孔孔内设有O型环或塑钢环并利用一固定块固定，而该固定块位于钻针载具下部，是凸露在分次转盘外缘及承座底面外，在其两侧并设有扣槽供机械夹爪可由两侧夹住。